JP5866160B2 - トルクリミッタ及び伝達比可変装置 - Google Patents

Description

本発明は、トルクリミッタ及び伝達比可変装置に関する。

従来、差動機構を用いてステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する伝達比可変装置がある。この種の伝達比可変装置として、差動機構及びモータを収容するハウジングが自動車の車体に固定され、入力軸の回転によってハウジングが回転しないハウジング固定型のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。こうした伝達比可変装置には、モータへの電力供給の停止時に、モータ軸が空転することを防いで入力軸と出力軸との間のトルク伝達を可能とすべく、同モータ軸の回転を拘束するロック装置が設けられている。

図９に示すように、特許文献１のロック装置８１は、モータ軸８２と一体的に設けられるロックホルダ８３と、車体に固定されたハウジング（図示略）に設けられるロックアーム８４とを備えている。そして、ロックホルダ８３の外周面８３ａに形成された係合溝８５にロックアーム８４を挿入し、係合溝８５における周方向のいずれか一方の端壁部８６にロックアーム８４の係合部８７を係合させることによりモータ軸８２の回転を拘束（ロック）する。なお、端壁部８６の側面８６ａは、係合部８７の側面８７ａと係合した状態でロックホルダ８３が回転することにより、同係合部８７を径方向内側に押圧するように（引き込むように）形成されている。これにより、ロック状態でロックホルダ８３にトルクが入力されても、ロックアーム８４が係合溝８５から離脱しないようになっている。

また、上記ハウジング固定型の伝達比可変装置に設けられるロック装置には、モータ軸８２とロックホルダ８３との間に介在されるトレランスリング９１が設けられている。なお、図９では、説明の便宜上、トレランスリング９１の大きさを誇張して示す。

トレランスリング９１は、帯状の金属板を略Ｃ字状に湾曲させたリング本体９２を備えており、同リング本体９２には、径方向に弾性変形可能なバネ状部９３が形成されている。上記特許文献１では、バネ状部９３は、リング本体９２の軸方向中央付近から径方向外側に突出する複数の突起９４により構成されている。また、各突起９４は、その突出量が一定に形成されるとともに周方向に等角度間隔で配置されている。そして、トレランスリング９１は、バネ状部９３（突起９４）が径方向に圧縮された状態でモータ軸８２とロックホルダ８３との間に圧入されており、その弾性力に応じた摩擦抵抗が発生するようになっている。これにより、トレランスリング９１は、その外周面（バネ状部９３）とロックホルダ８３との間の摩擦抵抗に基づいてモータ軸８２とロックホルダ８３との相対回転を規制するとともに、所定値以上のトルクが入力される場合には、外周面が滑り面となることにより上記相対回転を許容する。すなわち、トルクリミッタとしての機能を果たすようになっている。そして、トレランスリング９１によってモータ軸８２とロックホルダ８３との相対回転が許容されることにより、差動機構の異常時においても継続してステアリング操作を行うことが可能となる。なお、モータ軸８２とロックホルダ８３との相対回転を規制可能な最大のトルクを滑りトルクという。

特開２００８−３８９９０号公報

ところで、トレランスリング９１によりモータ軸８２とロックホルダ８３との相対回転が許容されるのは、差動機構の異常時においてステアリング操作が妨げられることを防ぐフェールセーフ措置であるため、通常時にモータ軸８２とロックホルダ８３とが相対回転することは、装置の信頼性確保等の観点から好ましくない。しかし、例えばステアリングを操舵エンドまで切り込んだ状態からさらに切り込んだ場合等、モータ軸８２が高速で回転している状態でロックしようとすると、ロックアーム８４の係合部８７が係合溝８５の端壁部８６に係合する瞬間（ロック時）に、大きな衝撃力がロックホルダ８３に作用する。その結果、モータ軸８２とロックホルダ８３とが相対回転する虞がある。

具体的には、上記のように端壁部８６の側面８６ａがロックアーム８４を引き込むように形成されていることから、ロック時に端壁部８６が係合部８７に衝突することでロックアーム８４が径方向内側に付勢され、係合部８７が係合溝８５の底面にも衝突する。そして、ロックホルダ８３にその周方向及び径方向に沿った各衝撃力が作用することで、モータ軸８２の軸心とロックホルダ８３の軸心とがずれることがあり、衝撃力の作用した側（ロックアーム８４側）に位置する突起９４の圧縮量が増加し、その反対側に位置する突起９４の圧縮量が減少する。

ここで、突起９４が弾性変形可能な範囲の限界付近まで圧縮される場合には、その圧縮量の増加による弾性力の上昇が鈍くなることがある。特に、伝達比可変装置に用いされるトレランスリング９１は小型であり、その突起９４も小さい（通常、１ｍｍ程度）ため、弾性変形可能な範囲の限界付近まで圧縮され易い。その結果、圧縮量の増加した突起９４での弾性力の上昇が、圧縮量の減少した突起９４での弾性力の低下に比べで小さくなり、トレランスリング９１全体での摩擦抵抗が減少することがある。すなわち、ロック時に滑りトルクが低下することでモータ軸８２とロックホルダ８３とが相対回転する虞がある。

そこで、突起９４の突出量を大きくし、トレランスリング９１の滑りトルクを予め大きく設定することで、ロック時に十分な滑りトルクを確保することが考えられるが、この場合には、モータ軸８２の軸心とロックホルダ８３の軸心とがずれていない状態での滑りトルクが過大になるという問題があり、この点においてなお改善の余地があった。

なお、このような問題は伝達比可変装置に限らず、軸状の第１回転部材と、第１回転部材に嵌合する第２回転部材との間にトレランスリングが介在されたトルクリミッタにおいて、第２回転部材に衝撃力が作用した場合にも、同様に生じ得る。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、衝撃力が作用した場合に滑りトルクが低下することを抑制できるトルクリミッタ及び伝達比可変装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、軸状の第１回転部材と、前記第１回転部材の外周に嵌合される第２回転部材とを備え、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間には、摩擦抵抗に基づいて前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対回転を規制又は許容するトレランスリングが介在されるトルクリミッタにおいて、前記トレランスリングは、前記各回転部材の周方向に延びるリング本体を備え、前記リング本体には径方向に弾性変形可能なバネ状部が形成され、該バネ状部の弾性力に応じて前記第１回転部材又は前記第２回転部材との間で前記摩擦抵抗を発生させるものであって、前記バネ状部は、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に圧縮状態で配置される複数のメイン突起と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に非圧縮状態で配置され、前記メイン突起よりも突出量の小さな複数のサブ突起とを有し、前記リング本体には、前記メイン突起及び前記サブ突起により凹部が形成され、前記凹部のうち、少なくとも前記サブ突起により形成される凹部にはグリースが貯留され、前記リング本体における前記凹部が形成される側の周面に当接する前記第１回転部材又は前記第２回転部材の当接面には、周方向に延びるとともにグリースが貯留される環状溝が形成され、前記環状溝は、前記サブ突起により形成される凹部と対向し、前記メイン突起により形成される凹部と対向しない位置に形成されていることを要旨とする。

上記構成によれば、サブ突起の突出量はメイン突起の突出量よりも小さいため、メイン突起が弾性変形可能な範囲の限界付近まで圧縮されることでその圧縮量の増加による弾性力の上昇が鈍くなっても、サブ突起の圧縮量の増加による弾性力の上昇は鈍くなり難い。そのため、バネ状部を構成する各突起の突出量がすべて同一である場合に比べ、圧縮量の増加による弾性力の上昇を大きくすることが可能になる。これにより、衝撃力が作用した側のメイン突起及びサブ突起の圧縮量の増加による弾性力の上昇が、衝撃力が作用した側と反対側のメイン突起及びサブ突起の圧縮量の減少による弾性力の低下に比べて小さくなることを抑制でき、トレランスリング全体での摩擦抵抗が減少すること、すなわち滑りトルクが低下することを抑制できる。このように上記構成では、突出量の異なるメイン突起及びサブ突起を形成することによりロック時に十分な滑りトルクを確保するため、第１回転部材の軸心と第２回転部材の軸心とがずれていない状態での滑りトルクが過大となることを抑制できる。

上記構成よれば、第１回転部材の軸心と第２回転部材の軸心とがずれていない状態では、サブ突起と第１回転部材又は第２回転部材との間の摩擦抵抗はゼロである。そのため、サブ突起が圧縮状態で配置される場合と異なり、第１回転部材の軸心と第２回転部材の軸心とがずれてサブ突起が圧縮されることにより、同サブ突起と第１回転部材又は第２回転部材との間で新たに摩擦抵抗が生じることになる。従って、衝撃力が作用した場合に、滑りトルクの向上を図ることが可能になる。

また、上記構成では、サブ突起が非圧縮状態で第１回転部材と第２回転部材との間に配置されるため、第１回転部材の軸心と第２回転部材の軸心とがずれていない状態での滑りトルクは、メイン突起の弾性力に応じて発生する摩擦抵抗のみにより定まる。そのため、サブ突起の寸法（突出量）を厳しく管理しなくても製造される個体間で滑りトルクのばらつきが発生することを抑制でき、コストの低減を図ることができる。

請求項２に記載の発明は、ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する差動機構と、前記入力軸の回転によって回転しない非回転部材とモータ軸とを相対回転不能に拘束するロック装置とを備え、前記ロック装置は、前記モータ軸と一体に設けられるとともに外周面に係合溝が形成されたロックホルダ、及び前記係合溝に係合することにより前記ロックホルダの回転を拘束可能なロックアームを有し、前記モータ軸と前記ロックホルダとの間には、摩擦抵抗に基づいて前記モータ軸と前記ロックホルダとの相対回転を規制又は許容するトレランスリングが介在される伝達比可変装置において、前記トレランスリングは、前記モータ軸及び前記ロックホルダの周方向に延びるリング本体を備え、前記リング本体には径方向に弾性変形可能なバネ状部が形成され、該バネ状部の弾性力に応じて前記モータ軸又は前記ロックホルダとの間で前記摩擦抵抗を発生させるものであって、前記バネ状部は、前記モータ軸と前記ロックホルダとの間に圧縮状態で配置される複数のメイン突起と、前記モータ軸と前記ロックホルダとの間に非圧縮状態で配置され、前記メイン突起よりも突出量の小さな複数のサブ突起とを有し、前記リング本体には、前記メイン突起及び前記サブ突起により凹部が形成され、前記凹部のうち、少なくとも前記サブ突起により形成される凹部にはグリースが貯留され、前記リング本体における前記凹部が形成される側の周面に当接する前記モータ軸又は前記ロックホルダの当接面には、周方向に延びるとともにグリースが貯留される環状溝が形成され、前記環状溝は、前記サブ突起により形成される凹部と対向し、前記メイン突起により形成される凹部と対向しない位置に形成されていることを要旨とする。

上記構成によれば、ロック時にロックアームからロックホルダに衝撃力が作用することにより、モータ軸の軸心とロックホルダとの軸心がずれても、トレランスリングにメイン突起及びサブ突起が形成されているため、請求項１と同様に、滑りトルクが低下することが抑制される。これにより、ロック時に作用する衝撃力によってモータ軸とロックホルダとが相対回転することを抑制して伝達比可変装置の信頼性を向上させることができる。

上記構成によれば、請求項１と同様に、衝撃力が作用した場合に滑りトルクの向上を図ることが可能になるとともに、サブ突起の寸法（突出量）を厳しく管理しなくても製造される個体間で滑りトルクのばらつきが発生することを抑制でき、コストの低減を図ることができる。

本発明によれば、衝撃力が作用した場合に滑りトルクが低下することを抑制できるトルクリミッタ及び伝達比可変装置を提供することができる。

伝達比可変装置を備えた車両用操舵装置の概略構成図。 伝達比可変装置の断面図。 図２におけるＡ−Ａ断面でのロック装置の概略構成図。 （ａ）第１実施形態のトレランスリングを展開した状態の側面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図，（ｃ）（ａ）のＣ−Ｃ断面図。 第１実施形態におけるロックホルダの内径、メイン突起とトレランスリングの中心との間の長さ及びサブ突起とトレランスリングの中心との間の長さの大小関係を示す説明図。 （ａ）第２実施形態のトレランスリングを展開した状態の側面図、（ｂ）（ａ）のＤ−Ｄ断面図，（ｃ）（ａ）のＥ−Ｅ断面図。 （ａ）第３実施形態のトレランスリングを展開した状態の側面図、（ｂ）（ａ）のＦ−Ｆ断面図，（ｃ）（ａ）のＧ−Ｇ断面図。 第３実施形態のトレランスリング近傍の拡大断面図。 従来のロック装置の概略構成図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、車両用操舵装置１において、ステアリング２が固定されたステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック軸５と連結されている。これにより、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック軸５の往復直線運動に変換される。なお、ステアリングシャフト３は、コラム軸８、中間軸９、及びピニオン軸１０を連結してなる。そして、このステアリングシャフト３の回転に伴うラック軸５の往復直線運動が、同ラック軸５の両端に連結されたタイロッド１１を介して図示しないナックルに伝達されることにより、転舵輪１２の舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

なお、車両用操舵装置１は、モータ１３を駆動源として、ラック軸５を軸方向移動させる所謂ラックアシスト型の電動パワーステアリング装置として構成されている。すなわち、車両用操舵装置１は、モータ１３の回転をボール螺子機構１４によってラック軸５の往復動に変換して伝達することにより、そのモータトルクをアシスト力として操舵系に付与する構成となっている。

車両用操舵装置１は、ステアリング２の舵角（操舵角）に対する転舵輪１２の舵角（タイヤ角）の比率、すなわち伝達比（ステアリングギヤ比）を可変させる伝達比可変装置１５を備えている。伝達比可変装置１５は、ステアリングシャフト３を構成するピニオン軸１０の途中に設けられており、自動車の車体（図示略）に固定されるラックハウジング１６に連結されたピニオンハウジング１７内に収容されている。なお、本実施形態のピニオン軸１０には、上記アシスト力の制御に用いる操舵トルクを検出するためのトルクセンサ１８が併せて設けられている。

詳述すると、図２に示すように、ピニオンハウジング１７は、ラックハウジング１６の上部に固定された略円筒状のロアハウジング２１と、同ロアハウジング２１の上端に固定された略円筒状のアッパハウジング２２とを備えている。そして、ピニオン軸１０は、ピニオンハウジング１７内に挿通されることにより、その一端に形成されたピニオン歯１０ａがラック軸５のラック歯（図示略）と噛合された状態で回転可能に支持されている。

ピニオン軸１０は、中間軸９に連結される（図１参照）ことによりステアリング操作に伴う回転が入力される入力軸２４と、一端に上記ピニオン歯１０ａが形成された出力軸２５とにより構成されている。そして、伝達比可変装置１５は、これら入力軸２４及び出力軸２５の間に介在された差動機構としての波動歯車機構２６と、波動歯車機構２６を駆動するモータ２７とを備えており、アッパハウジング２２に収容されている。

入力軸２４は、アッパハウジング２２の上端部２２ａに設けられた軸受３１により回転可能に支持されている。一方、出力軸２５は、ロアハウジング２１に設けられた軸受３２ａ，３２ｂにより、その一端がアッパハウジング２２内に突出した状態で回転可能に支持されている。なお、出力軸２５は、その一端が波動歯車機構２６に連結される第１の軸部材２５ａと、一端にピニオン歯１０ａが形成された第２の軸部材２５ｂとを、トーションバー２５ｃを介して連結することにより形成されている。そして、トルクセンサ１８は、そのトーションバー２５ｃの捩れ角を測定することにより、操舵系に入力される操舵トルクを検出するように構成されている。

伝達比可変装置１５のモータ２７は、中空状のモータ軸３４を有するロータ３５と、ロータ３５を回転させるための回転磁界を発生させるステータ３６とを備えている。ステータ３６は、アッパハウジング２２の内周に固定されたモータハウジング３７内に配置されている。ロータ３５は、モータハウジング３７内に設けられた軸受３８ａ，３８ｂにより回転可能に支持されている。そして、アッパハウジング２２内に突出された出力軸２５の一端は、このモータ軸３４内に挿通されることにより、同アッパハウジング２２の上端部２２ａ（図２における上側の端部）近傍まで延設されている。

波動歯車機構２６は、モータ２７の軸方向一端側（図２における上側）に並置されている。そして、波動歯車機構２６は、同軸に並置された一対のサーキュラスプライン４１，４２と、これら各サーキュラスプライン４１，４２と部分的に噛み合うように同軸配置された筒状のフレクスプライン４３と、モータ駆動によりフレクスプライン４３の噛合部を回転させる波動発生器４４とを備えている。

各サーキュラスプライン４１，４２には、互いに異なる歯数が設定されており、フレクスプライン４３は、略楕円状に撓められた状態で各サーキュラスプライン４１，４２の内側に配置されている。これにより、フレクスプライン４３は、その外歯が該各サーキュラスプライン４１，４２の内歯とそれぞれ部分的に噛合される。そして、モータ２７側に配置されたサーキュラスプライン４１には入力軸２４が連結されるとともに、アッパハウジング２２の上端部２２ａ側に配置されたサーキュラスプライン４２には両サーキュラスプライン４１，４２よりも軸方向における上端部２２ａ側に突出された出力軸２５の一端が連結されている。

具体的には、出力軸２５（第１の軸部材２５ａ）は、同出力軸２５の外周に嵌合される筒状部４６ａと、その外周から径方向外側に延設されてサーキュラスプライン４２の内周に嵌合されるフランジ部４６ｂとからなる連結部材４６を介して同サーキュラスプライン４２に連結されている。一方、入力軸２４の内端には、その内径が各サーキュラスプライン４１，４２の外径よりも大径に形成された筒状部２４ａが形成されている。そして、入力軸２４は、この筒状部２４ａ内に波動歯車機構２６及び連結部材４６を収容する態様で、その内周がサーキュラスプライン４１の外周に圧入嵌合されることにより、同サーキュラスプライン４１と連結されている。

波動発生器４４は、フレクスプライン４３の内側に配置されており、モータ軸３４の一端と連結されている。そして、モータ２７に駆動されて上記撓められたフレクスプライン４３の略楕円形状、すなわち両サーキュラスプライン４１，４２との噛合部を回転させるように構成されている。

そして、このように入力軸２４及び出力軸２５、並びにモータ軸３４に対してそれぞれ連結された波動歯車機構２６をモータ駆動することにより、ステアリング２と転舵輪１２との間の伝達比を変更することが可能とされている。

詳しくは、ステアリング操作に伴う入力軸２４の回転は、該入力軸２４に連結されたサーキュラスプライン４１からフレクスプライン４３を介してサーキュラスプライン４２に伝達され、これにより出力軸２５へと伝達される。また、波動発生器４４がモータ２７によって駆動され、フレクスプライン４３の楕円形状、すなわち両サーキュラスプライン４１，４２との噛合部が回転することにより、両サーキュラスプライン４１，４２間の歯数差に基づく回転差が、モータ駆動に基づく回転として上記ステアリング操作に基づく回転に上乗せされて出力軸２５へと伝達される。これにより、入力軸２４と出力軸２５との間の回転伝達比、すなわちステアリング２と転舵輪１２との間の伝達比を変更することが可能となっている。

また、伝達比可変装置１５は、モータ２７の軸方向他端側（図２における下側）に、ピニオンハウジング１７（アッパハウジング２２）に対してモータ軸３４を回転不能にロックするロック装置５１を備えている。なお、アッパハウジング２２及びロアハウジング２１は、上記のように車体に対して固定されたラックハウジング１６に固定されており、入力軸２４の回転によって回転されないようになっている。すなわち、本実施形態では、アッパハウジング２２が非回転部材に相当する。そして、このロック装置５１の作動により、必要に応じて、その伝達比を機械的に固定することが可能となっている。

詳述すると、図３に示すように、ロック装置５１は、モータ軸３４に固定されたロックホルダ５２と、同ロックホルダ５２（の回転）を拘束可能なロックアーム５３と、該ロックアーム５３を駆動するソレノイド５４とを備えている。

ロックホルダ５２は、略円環状に形成されるとともに、モータ軸３４に固定されている。ロックホルダ５２の外周面５２ａには、その厚み方向両側に開口し、周方向に延びる複数（本実施形態では４つ）の係合溝５６が凹設されている。これら係合溝５６は、ロックホルダ５２の外周面５２ａにおいて、等角度間隔（９０°間隔）で４箇所に形成されている。なお、本実施形態では、各係合溝５６は、周方向に延びる浅溝５６ａと、同浅溝５６ａ内における周方向端部の一方に設けられた深溝５６ｂとにより構成されている。そして、隣り合う二つの係合溝５６の間には、見かけ上、各係合溝５６における周方向両側の端壁部５７が径方向外側に突出している。

ロックアーム５３は、ロックホルダ５２の径方向外側に配置された支持軸５９に対して、同支持軸５９の軸心を中心として回動可能に軸支されている。ロックアーム５３の一端には、ロックホルダ５２の外周面５２ａに向かって突出する係合部６１が設けられている。一方、同ロックアーム５３の他端には、軸状のプランジャ６２が連結されており、プランジャ６２は、ソレノイド５４の駆動によりその軸方向に沿って進退可能に構成されている。なお、支持軸５９及びソレノイド５４は、非回転部材としてのアッパハウジング２２に固定されたモータ２７のモータハウジング３７上に固定されている（図２参照）。そして、ロックアーム５３は、支持軸５９の周囲に装着された捩りコイルバネ６３の弾性力によって、その係合部６１側の端部がロックホルダ５２側に向かって回動するように付勢されており、係合溝５６に挿入されてその係合部６１が端壁部５７と係合することによりモータ軸３４の回転を拘束（ロック）する。

なお、端壁部５７の側面５７ａは、係合部６１と係合した状態でロックホルダ５２が回転することにより、同係合部６１を径方向内側に押圧するように（引き込むように）形成されている。詳しくは、端壁部５７の側面５７ａは、径方向外側に向かうにつれて係合溝５６の中央側に突出するように傾斜して形成されている。一方、係合部６１の各側面６１ａは、対向する端壁部５７の側面５７ａと略平行に形成されている。これにより、ロック状態でステアリング操作をした場合に、ロックアーム５３がロックホルダ５２に押し付けられ、係合溝５６から離脱しないようになっている。

また、ロック装置５１は、モータ軸３４とロックホルダ５２との間に介在されるトレランスリング６４を備えている。なお、図３では、説明の便宜上、トレランスリング６４の大きさを誇張して示す。

トレランスリング６４は、帯状の金属板をモータ軸３４及びロックホルダ５２の周方向に延びる略Ｃ字状に湾曲させたリング本体６５を備えており、リング本体６５には、径方向に弾性変形可能なバネ状部６６が形成されている。そして、トレランスリング６４は、バネ状部６６が径方向に圧縮された状態でモータ軸３４とロックホルダ５２との間に圧入されており、バネ状部６６の弾性力に応じた摩擦抵抗が発生するようになっている。これにより、トレランスリング６４は、その外周面（バネ状部６６）とロックホルダ５２との摩擦抵抗に基づいてモータ軸３４とロックホルダ５２との相対回転を規制する。一方、トレランスリング６４は、所定値以上のトルク入力がある場合には、その外周面が滑り面となることにより、ロックホルダ５２に対して相対回転することで上記モータ軸３４とロックホルダ５２との相対回転を許容する、すなわちトルクリミッタとしての機能を果たすようになっている。つまり、本実施形態では、モータ軸３４が第１回転部材に相当し、ロックホルダ５２が第２回転部材に相当する。なお、モータ軸３４とロックホルダ５２との相対回転を規制可能な最大のトルク（上記所定値）を滑りトルクという。

このように構成されたロック装置５１では、ソレノイド５４への通電により、ロックアーム５３は、捩りコイルバネ６３の弾性力に抗してその係合部６１がロックホルダ５２の径方向外側に配置されるように駆動される。これにより、モータ軸３４がアッパハウジング２２に対して回転可能な非ロック状態となる。そして、非ロック状態では、上記のようにステアリング操作に基づく入力軸２４の回転にモータ駆動に基づく回転が上乗せされて出力軸２５に伝達される。

一方、ソレノイド５４への通電が停止されることにより、ロックアーム５３は、その係合部６１側の端部がロックホルダ５２側に向かって回動する。これにより、ロックアーム５３の係合部６１が係合溝５６内に挿入され、同係合部６１が端壁部５７と係合することにより、ロックホルダ５２を車体に固定されたアッパハウジング２２に対して回転不能に拘束するロック状態となる。そして、ロック状態では、モータ２７への電力供給の停止された状態においても、モータ軸３４がステータ３６に対して空転することを防止して入力軸２４と出力軸２５との間のトルク伝達が可能となる。また、ロック状態において、波動歯車機構２６に異物の噛み込み等の異常が発生して入力軸２４及び出力軸２５がモータ軸３４に対して相対回転不能となった場合でも、滑りトルク以上のトルクが入力されることにより入力軸２４及び出力軸２５がモータ軸３４と一体でアッパハウジング２２に対して相対回転する。これにより、異常時においても継続してステアリング操作を行うことが可能となる。

（トレランスリング）
次に、本実施形態のトレランスリングについて詳細に説明する。
上述のようにモータ軸３４が高速で回転している状態でロックしようとすると、端壁部５７の側面５７ａがロックアーム５３を引き込むように形成されていることから、係合部６１が端壁部５７に係合する瞬間（ロック時）にロックアーム５３が径方向内側に付勢され、係合部６１が係合溝５６の底面にも衝突する。そのため、ロックホルダ５２には、ロック時にその周方向及び径方向に沿った各衝撃力が作用し、モータ軸３４の軸心とロックホルダ５２の軸心とがずれることがある。

この点を踏まえ、図３に示すように、トレランスリング６４のバネ状部６６は、モータ軸３４と同軸上にロックホルダ５２が組み付けられた状態で、これらモータ軸３４とロックホルダ５２との間に圧縮状態で配置される複数のメイン突起７１と、非圧縮状態で配置される複数のサブ突起７２とから構成されている。

詳述すると、図３及び図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、メイン突起７１及びサブ突起７２は、リング本体６５から径方向外側に突出した略四角錐台形状にそれぞれ形成されている。メイン突起７１の突出量Ｈｍは、サブ突起７２の突出量Ｈｓよりも大きく形成されている。そして、図５に示すように、トレランスリング６４の中心Ｏからメイン突起７１の頂面７１ａまでの長さＬｍが、ロックホルダ５２の内径Ｒよりも大きく形成されることにより、メイン突起７１はロックホルダ５２の内周面に当接し、モータ軸３４とロックホルダ５２との間に圧縮状態で配置されている。一方、トレランスリング６４の中心Ｏからサブ突起７２の頂面７２ａまでの長さＬｓが、ロックホルダ５２の内径Ｒよりも小さく形成されることにより、サブ突起７２はモータ軸３４とロックホルダ５２との間に非圧縮状態で配置されている。また、図４（ａ）に示すように、メイン突起７１とサブ突起とは、その周方向に等角度間隔で交互に形成されるとともに、リング本体６５の軸方向中央付近にそれぞれ形成されている。

このように構成された伝達比可変装置１５では、モータ軸３４の軸心とロックホルダ５２の軸心とがずれていない状態では、メイン突起７１の弾性力に応じて発生する摩擦抵抗に基づいてこれらモータ軸３４とロックホルダ５２との相対回転が規制される。一方、モータ軸３４の軸心とロックホルダ５２の軸心とがずれると、衝撃力の作用した側（ロックアーム５３側）に位置するサブ突起７２がモータ軸３４とロックホルダ５２との間で圧縮される。これにより、モータ軸３４の軸心とロックホルダ５２の軸心とがずれた状態ではメイン突起７１の摩擦抵抗に加え、サブ突起７２の弾性力に応じて発生する摩擦抵抗に基づいてこれらモータ軸３４とロックホルダ５２との相対回転が規制される。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）トレランスリング６４のリング本体６５から径方向外側に突出するバネ状部６６を、モータ軸３４とロックホルダ５２との間に圧縮状態で配置されるメイン突起７１と、非圧縮状態で配置されるサブ突起７２とから構成した。

上記構成では、モータ軸３４の軸心とロックホルダ５２の軸心とがずれていない状態では、サブ突起７２とロックホルダ５２との間の摩擦抵抗はゼロである。そのため、ロック時にモータ軸３４の軸心とロックホルダ５２の軸心とがずれてサブ突起７２が圧縮されることにより、同サブ突起７２とロックホルダ５２との間で新たに摩擦抵抗が生じることになる。従って、ロック時に滑りトルクを向上させることが可能になり、同ロック時に作用する衝撃力によってモータ軸３４とロックホルダ５２とが相対回転することをより確実に抑制して伝達比可変装置１５の信頼性を向上させることができる。このように上記構成では、突出量の異なるメイン突起７１及びサブ突起７２を形成することによりロック時に十分な滑りトルクを確保するため、モータ軸３４とロックホルダ５２とがずれていない状態での滑りトルクが過大とならず、波動歯車機構２６の異常時に過大な操舵力を付与しなくてもステアリング操作を継続することができる。

また、サブ突起７２が非圧縮状態で配置されるため、モータ軸３４の軸心とロックホルダ５２の軸心とがずれていない状態での滑りトルクは、メイン突起７１の弾性力に応じて発生する摩擦抵抗のみにより定まる。そのため、サブ突起７２が圧縮状態で配置される場合と異なり、サブ突起７２の寸法（突出量）を厳しく管理しなくても製造される個体間で滑りトルクのばらつきが発生することを抑制でき、コストの低減を図ることができる。

（２）メイン突起７１とサブ突起７２とを周方向に等角度間隔で交互に配置したため、ロックアーム５３が係合する係合溝５６の位置にかかわらず、安定して滑りトルクが低下することを抑制できる。

（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、メイン突起７１は、リング本体６５の軸方向に間隔を空けて同リング本体６５の軸方向両側部分にそれぞれ形成されている。
以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２）の作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。

（３）ロックホルダ５２に衝撃力が加わって同ロックホルダ５２の軸線がモータ軸３４の軸線に対して傾斜した状態となると、メイン突起７１及びサブ突起７２とロックホルダ５２との接触状態が乱れることで摩擦抵抗が減少する虞がある。

この点、本実施形態では、メイン突起７１をリング本体６５の軸方向に間隔を空けて同リング本体６５の軸方向両側部分にそれぞれ形成したため、リング本体６５の軸方向中央付近にのみメイン突起７１及びサブ突起７２が形成される場合に比べ、同ロックホルダ５２がモータ軸３４に対して傾き難くなり、摩擦抵抗が減少することを抑制できる。

（第３実施形態）
次に、本発明を具体化した第３実施形態を図面に従って説明する。なお、説明の便宜上、同一の構成については上記第１実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、メイン突起７１は、リング本体６５の軸方向に間隔を空けて同リング本体６５の軸方向両側部分にそれぞれ形成されている。また、サブ突起７２は、リング本体６５の軸方向一端近傍から他端近傍までの範囲に亘って延びる細長の略四角錐台形状に形成されている。なお、本実施形態のメイン突起７１は、その先端が尖った形状となっており、トレランスリング６４の軸方向と直交する断面が略三角形状となるように形成されている。また、メイン突起７１及びサブ突起７２は、リング本体６５をプレス加工等によって塑性変形させることにより構成されており、凹周面としてのリング本体６５の内周面６５ａには、メイン突起７１及びサブ突起７２により構成される凹部７１ｂ，７２ｂがそれぞれ形成されている。

図８に示すように、リング本体６５の内周面６５ａと、内周面６５ａに当接する当接面としてのモータ軸３４の外周面３４ａとの間には、潤滑用のグリース７３が介在されている。なお、図８では、グリース７３を点ハッチングにより示す。また、図８では、説明の便宜上、トレランスリング６４の大きさを誇張して示す。そして、モータ軸３４の外周面３４ａには、その周方向に延びる円環状の環状溝７４がサブ突起７２の凹部７２ｂと対向する位置に形成されている。具体的には、環状溝７４は、サブ突起７２の長手方向中央付近と対向するように形成されている。

このように構成された伝達比可変装置１５では、ロック装置５１のロック状態で波動歯車機構２６に異常が発生した場合において、滑りトルク以上のトルク入力があると、トレランスリング６４は、その内周面６５ａが滑り面となることにより、モータ軸３４に対して相対回転する。これにより、上記モータ軸３４とロックホルダ５２との相対回転が許容され、異常時においても継続してステアリング操作を行うことが可能となる。

以上記述したように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の（１），（２）、及び上記第２実施形態の（３）の作用効果に加え、以下の作用効果を奏することができる。
（４）リング本体６５における凹部７１ｂ，７２ｂが形成された内周面６５ａと、モータ軸３４の外周面３４ａとの間にグリース７３を介在し、外周面３４ａに、環状溝７４をサブ突起７２の凹部７２ｂと対向する位置に形成した。

上記構成によれば、凹部７２ｂ及び環状溝７４にグリース７３が貯留されることで、リング本体６５の内周面６５ａとモータ軸３４の外周面３４ａとの間に十分なグリース７３を確保することが可能になるため、滑りトルク以上のトルクが入力された場合に、安定してモータ軸３４とロックホルダ５２との相対回転を許容できるようになる。これにより、波動歯車機構２６の異常時においても、安定したステアリング操作を継続して行うことが可能となる。

なお、上記各実施形態は、これを適宜変更した以下の態様にて実施することもできる。
・上記各実施形態では、トレランスリング６４のリング本体６５を略Ｃ字状に形成したが、これに限らず、円環状（Ｏ字状）に形成してもよい。

・上記各実施形態では、メイン突起７１とサブ突起７２とを周方向に等角度間隔で交互に形成したが、これに限らず、メイン突起７１とサブ突起７２とを交互に形成しなくともよく、また、周方向に等角度間隔で形成しなくともよい。

・上記第２及び第３実施形態では、メイン突起７１をリング本体６５の軸方向に間隔を空けて同リング本体６５の軸方向両側部分にそれぞれ形成したが、これに限らず、サブ突起７２をリング本体６５の軸方向に間隔を空けてその軸方向両側部分にそれぞれ形成してもよい。また、メイン突起７１及びサブ突起７２をリング本体６５の軸方向に間隔を空けてその軸方向両側部分にそれぞれ形成してもよい。このように構成しても、上記第２実施形態の（３）と同様の作用効果を奏することができる。

・上記第３実施形態では、環状溝７４をサブ突起７２の凹部７２ｂと対向する位置に形成したが、これに限らず、メイン突起７１の凹部７１ｂのみ、又は凹部７１ｂ，７２ｂの双方と対向する位置に形成してもよい。

・上記各実施形態では、バネ状部６６を突出量の異なる二種類のメイン突起７１及びサブ突起７２により構成したが、これに限らず、突出量の異なる三種類以上の突起によりバネ状部６６構成してもよい。

・上記各実施形態では、モータ軸３４と同軸上にロックホルダ５２が組み付けられた状態で、モータ軸３４とロックホルダ５２との間にサブ突起７２が非圧縮状態で配置されるようにしたが、これに限らず、サブ突起７２の突出量Ｈｓがメイン突起７１の突出量Ｈｍよりも小さければ、同サブ突起７２が圧縮状態で配置されるようにしてもよい。

このように構成しても、サブ突起７２の突出量Ｈｓはメイン突起７１の突出量Ｈｍよりも小さいため、衝撃力が作用した側のメイン突起７１が弾性変形可能な範囲の限界付近まで圧縮されることでその圧縮量の増加による弾性力の上昇が鈍く（小さく）なっても、サブ突起７２の圧縮量の増加による弾性力の上昇は鈍くなり難い。そのため、バネ状部６６を構成する各突起の突出量がすべて同一である場合に比べ、圧縮量の増加による弾性力の上昇を大きくすることが可能になる。これにより、衝撃力が作用した側のメイン突起７１及びサブ突起７２の圧縮量の増加による弾性力の上昇が、衝撃力が作用した側と反対側のメイン突起７１及びサブ突起７２の圧縮量の減少による弾性力の低下に比べて小さくなることを抑制でき、トレランスリング６４全体での摩擦抵抗が減少すること、すなわち滑りトルクが低下することを抑制できる。

・上記各実施形態では、メイン突起７１及びサブ突起７２がリング本体６５から径方向外側に突出したが、これに限らず、メイン突起７１及びサブ突起７２が径方向内側に突出するように形成してもよい。

・上記各実施形態では、本発明を伝達比可変装置に具体化したが、これに限らず、軸状の第１回転部材と、同第１回転部材に嵌合する第２回転部材とを備え、これらの間にトレランスリング介在させることにより、第１回転部材と第２回転部材との間のトルク伝達を制限するトルクリミッタに具体化してもよい。なお、こうしたトルクリミッタとしては、例えばウォーム減速機を構成する第２回転部材としてのウォームホイールと、ウォームホイールが固定される第１回転部材としてのシャフトとを備え、これらの間にトレランスリングを介在させてなるもの等が挙げられる。

次に、上記各実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（イ）前記メイン突起と前記サブ突起とが周方向に等角度間隔で交互に形成されたことを特徴とする。上記構成によれば、衝撃力が作用する位置にかかわらず、安定して滑りトルクが低下することを抑制できる。

（ロ）前記メイン突起及び前記サブ突起の少なくとも一方は、前記リング本体の軸方向に間隔を空けて該リング本体の軸方向両側部分にそれぞれ形成されたことを特徴とする。
ここで、第２回転部材（ロックホルダ）に衝撃力が加わって同第２回転部材の軸線が第１回転部材（モータ軸）の軸線に対して傾斜した状態となると、メイン突起及びサブ突起と第１回転部材又は第２回転部材との接触状態が乱れることで摩擦抵抗が減少する虞がある。この点、上記構成によれば、メイン突起及びサブ突起の少なくとも一方はリング本体の軸方向に間隔を空けて該リング本体の軸方向両側部分にそれぞれ形成されるため、リング本体の軸方向中央付近にのみメイン突起及びサブ突起が形成される場合に比べ、同第２回転部材が第１回転部材に対して傾き難くなり、摩擦抵抗が減少することを抑制できる。

（ハ）前記リング本体における前記メイン突起及び前記サブ突起により構成される凹部が形成された凹周面と、該凹周面に当接する当接面との間には、グリースが介在され、前記当接面には、周方向に延びる環状溝が前記メイン突起及び前記サブ突起の少なくとも一方の凹部と対向する位置に形成されたことを特徴とする。

上記構成によれば、リング本体の凹周面と当接面との間にグリースが介在されるため、トレランスリングが当該凹周面を滑り面として第１回転部材又は第２回転部材に対して相対回転することにより、第１回転部材と第２回転部材との相対回転が許容されるようになる。そして、凹部及び環状溝にグリースが貯留されることで、凹周面と当接面との間に十分なグリースを確保することが可能になるため、安定して第１回転部材と第２回転部材との相対回転を許容できるようになる。

１…車両用操舵装置、３…ステアリングシャフト、１０…ピニオン軸、１５…伝達比可変装置、１６…ラックハウジング、１７…ピニオンハウジング、２１…ロアハウジング、２２…アッパハウジング、２４…入力軸、２５…出力軸、２６…波動歯車機構、２７…モータ、３４…モータ軸、３４ａ…外周面、５１…ロック装置、５２…ロックホルダ、５２ａ…外周面、５３…ロックアーム、５４…ソレノイド、５６…係合溝、５７…端壁部、５９…支持軸、６１…係合部、６２…プランジャ、６３…捩りコイルバネ、６４…トレランスリング、６５…リング本体、６５ａ…内周面、６６…バネ状部、７１…メイン突起、７１ｂ…凹部、７２…サブ突起、７２ｂ…凹部、７３…グリース、７４…環状溝、Ｈｍ，Ｈｓ…突出量、Ｌｍ．Ｌｓ…長さ、Ｒ…内径。

Claims (2)

1. 軸状の第１回転部材と、前記第１回転部材の外周に嵌合される第２回転部材とを備え、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間には、摩擦抵抗に基づいて前記第１回転部材と前記第２回転部材との相対回転を規制又は許容するトレランスリングが介在されるトルクリミッタにおいて、
   前記トレランスリングは、前記各回転部材の周方向に延びるリング本体を備え、
   前記リング本体には径方向に弾性変形可能なバネ状部が形成され、該バネ状部の弾性力に応じて前記第１回転部材又は前記第２回転部材との間で前記摩擦抵抗を発生させるものであって、
   前記バネ状部は、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に圧縮状態で配置される複数のメイン突起と、前記第１回転部材と前記第２回転部材との間に非圧縮状態で配置され、前記メイン突起よりも突出量の小さな複数のサブ突起とを有し、
   前記リング本体には、前記メイン突起及び前記サブ突起により凹部が形成され、
   前記凹部のうち、少なくとも前記サブ突起により形成される凹部にはグリースが貯留され、
   前記リング本体における前記凹部が形成される側の周面に当接する前記第１回転部材又は前記第２回転部材の当接面には、周方向に延びるとともにグリースが貯留される環状溝が形成され、
   前記環状溝は、前記サブ突起により形成される凹部と対向し、前記メイン突起により形成される凹部と対向しない位置に形成されていることを特徴とするトルクリミッタ。
2. ステアリング操作に基づく入力軸の回転にモータ駆動に基づく回転を上乗せして出力軸に伝達する差動機構と、前記入力軸の回転によって回転しない非回転部材とモータ軸とを相対回転不能に拘束するロック装置とを備え、前記ロック装置は、前記モータ軸と一体に設けられるとともに外周面に係合溝が形成されたロックホルダ、及び前記係合溝に係合することにより前記ロックホルダの回転を拘束可能なロックアームを有し、前記モータ軸と前記ロックホルダとの間には、摩擦抵抗に基づいて前記モータ軸と前記ロックホルダとの相対回転を規制又は許容するトレランスリングが介在される伝達比可変装置において、
   前記トレランスリングは、前記モータ軸及び前記ロックホルダの周方向に延びるリング本体を備え、
   前記リング本体には径方向に弾性変形可能なバネ状部が形成され、該バネ状部の弾性力に応じて前記モータ軸又は前記ロックホルダとの間で前記摩擦抵抗を発生させるものであって、
   前記バネ状部は、前記モータ軸と前記ロックホルダとの間に圧縮状態で配置される複数のメイン突起と、前記モータ軸と前記ロックホルダとの間に非圧縮状態で配置され、前記メイン突起よりも突出量の小さな複数のサブ突起とを有し、
   前記リング本体には、前記メイン突起及び前記サブ突起により凹部が形成され、
   前記凹部のうち、少なくとも前記サブ突起により形成される凹部にはグリースが貯留され、
   前記リング本体における前記凹部が形成される側の周面に当接する前記モータ軸又は前記ロックホルダの当接面には、周方向に延びるとともにグリースが貯留される環状溝が形成され、
   前記環状溝は、前記サブ突起により形成される凹部と対向し、前記メイン突起により形成される凹部と対向しない位置に形成されていることを特徴とする伝達比可変装置。